在-20℃的严寒中，只需光照12秒，衣物表面温度就能迅速跃升至40℃；即使反复洗涤摩擦，储热性能依然稳定；还可实现精准控温，用于局部热敷理疗……这些过去依赖复杂电子设备才能实现的“智能保暖”功能，未来可能仅需一块织物就能轻松实现。
近日，天津大学封伟教授团队受盐碱地植物“吸盐-泌盐”机制启发，成功研发出一种兼具高效光热转换与优异力学性能的分子太阳能热（MOST）织物。该研究成果发表于材料学期刊《先进材料》（Advanced Materials），为下一代可穿戴热管理技术开辟了全新路径。
据悉，以往的MOST织物一般面临优异光热性能与力学性能不可兼得的问题，开发“高效光热+可靠耐用”的热管理织物，对节能减排、提升医疗理疗便捷性具有重要意义。
仿生光热织物工作原理示意图。受访者供图
研究团队从盐碱地植物“中亚滨藜”中汲取灵感。这种耐盐植物能通过“溶胀吸收盐分-去溶胀泌盐结晶”的动态循环适应极端环境，其“溶剂介导-溶质输运-可控结晶”的生物机制，为解决MOST材料与织物的界面适配难题提供了灵感。
团队把由热塑性聚氨酯制成的中空气凝胶纤维作为基材，将其浸泡在特殊的偶氮苯/氯仿溶液中“腌渍”，纤维先充分吸收溶液而膨胀，随后在干燥时，偶氮苯分子会从内部被挤出，并在纤维表面形成一层均匀、致密的晶体“外衣”——偶氮苯单晶层。这不仅让纤维内部的分子结构更紧密，也让它获得了独特的光学特性和力学性能。
实验显示，这种新型织物表现出优异的热管理能力。在420nm蓝光照射下，70秒内升温25.5℃，即使在-20℃的低温模拟日光中，50秒也可升温21.2℃。更难得的是，该织物具备极强的耐用性，经过50次摩擦、500次拉伸弯曲，甚至72小时连续洗涤后，光热性能保留率仍超90%，成功克服了传统MOST材料易脱落、寿命短的问题。
此外，该织物还能通过调节光照强度精准控制释热温度，既可用于日常保暖，也可作为便携理疗载体，为关节炎等患者提供局部热敷。
“这项研究的核心，是将自然界生物的自适应机制转化为材料的性能调控策略。”封伟表示，这一仿生设计不仅为MOST织物的大规模制备提供了新方法，更实现了热管理织物的性能突破。未来可广泛应用于智能服装、医疗理疗器械、户外防护装备等领域，推动个人热管理从“依赖外部供能”向“高效利用太阳能”转型升级。
扫码下载
中文网微信